美國科學家提出了一種創(chuàng)新的基于物理的算法，旨在使核微反應堆能夠根據需求自動調整功率輸出。該研究由美國能源部核能辦公室資助，密歇根大學牽頭，聚焦于高溫氣冷反應堆(HTGR)的研究，特別是Holos-Quad(Gen 2+)這一微反應堆設計。
核微反應堆以其小巧的體積和高效的能源產出，成為偏遠地區(qū)、軍事設施及船舶的理想能源選擇。然而，其電力輸出需靈活調整以適應電網需求的變化。為此，密歇根大學研究團隊開發(fā)了一種模型預測控制(MPC)控制器，該控制器能夠優(yōu)化圍繞微反應堆中心核心的控制鼓的旋轉，實現功率的精準調節(jié)。當控制鼓面向內部時，功率降低;面向外部時，功率增加。研究團隊還集成了PROTEUS模擬工具集，確保模型能準確反映核微反應堆的實際運行。
在測試階段，該控制算法展現出了卓越的性能。當要求以每分鐘20%的速度增減功率時，算法能將輸出穩(wěn)定在目標值的0.234%以內，且無需人工智能輔助。“這意味著負載跟蹤操作的自動控制完全基于物理和數學原理，易于解釋且符合監(jiān)管審查要求。”密歇根大學核工程與放射科學副教授布倫丹·科丘納斯表示。他進一步指出，這一成果為核微反應堆的廣泛部署提供了經濟可行的路徑，有助于設計出更安全、可靠的自主控制系統(tǒng)。目前，僅在美國就有多家公司正推進多個核微反應堆項目，這種基于物理的算法驗證后，將對長遠操作至關重要。
